laveste pris for generiske piller http://1apotekonline.com/

Lær noget nyt på den sjove måde:

Næsehulen og stemmelæberne McGurk-effekten Overtonesang Kardinalvokalerne Hvorfor får man lys stemme når man inhalerer helium? Strubesang

helium

Hvorfor giver helium lys stemme? En teknisk forklaring

Jeg havde for noget tid siden et indlæg om hvorfor man får lysere stemme af at inhalere helium. Årsagen er, som jeg skriver, at lyd bevæger sig hurtigere i helium, men det er ikke meget af en forklaring. Her er derfor en lidt mere teknisk forklaring.

Hvis vi regner med at talekanalen er et 17 cm langt jævnt rør, og tager udgangspunkt i en neutral talekanalkonfiguration, svarende til vokalen [ə], vil lydbølger med en amplitude ved 17 cm blive forstærket, dvs. bølger med bølgelængde (λ) på 68 cm, 22,7 cm, 13,6 cm osv. (17/((2*n-1)*0,25) cm). Det skyldes at luftmolekylerne i den luftsøjle der er i talekanalen, har mere bevægelsesfrihed ved rørets udmunding end i bunden af røret.

I almindelig atmosfærisk luft rejser lyden med ca. 340 meter i sekundet. Ved en tone på 340 Hz er λ = 1 meter. Hvis talekanalen er fyldt med atmosfærisk luft, vil en lydbølge med λ = 68 cm have en frekvens på 500 Hz (34.000/68 Hz). Overtoner omkring 500 Hz vil derfor blive forstærket (ligeledes frekvenser på 1500, 2500, 3500 Hz osv.)

I helium rejser lyden hurtigere, nemlig med ca. 1000 m/s. Hvis talekanalen er fyldt med helium, vil en lydbølge med λ = 68 cm således have en frekvens på 1500 Hz i stedet for 500 Hz. I helium er resonansfrekvenserne i en resonator således højere end i atmosfærisk luft. Det giver indtrykket af en lysere stemme.

Reelt fylder man dog ikke munden 100 % med helium, så effekten er noget mindre end dette. Et studie viser at resonanserne kun hæves i omegnen af 20-30 %. Det afhænger selvfølgelig af mængden af helium i talekanalen.

At lyden bevæger sig hurtigere har samme effekt på resonansfrekvenserne som hvis man forkortede talekanalen (om man løber dobbelt så hurtigt eller halvt så langt, har samme effekt på hvor hurtigt man gennemfører et løb). Børn har en kortere talekanal end voksne, så derfor lyder stemmen mere barnlig når man indånder helium.

I sulfurhexaflourid rejser lyden med 150 m/s. En lydbølge med en λ = 68 cm har i her således en frekvens på 220 Hz. I sulfurhexaflourid sænkes resonansfrekvenserne altså, hvilket giver indtryk af en stemme tilhørende et væsen med usædvanlig lang talekanal.

Grundtonen bestemmes af stemmelæbesvingningerne, som bestemmes af luftgennemstrømningen i glottis og muskelspændingen i stemmelæberne. Begge faktorer er upåvirkede af gasarten i lungerne (jeg antager at det subglottale tryk er det samme uanset om man indånder helium eller almindelig luft). Man kan naturligvis forstærke effekten af heliumstemme ved at hæve grundtonen.

At inhalering af helium giver en lysere stemme skyldes altså at lyd rejser hurtigere i helium, hvilket resulterer i højere resonansfrekvenser, uden at det i sig selv har en effekt på grundtonen.

Bemærkninger

Lydens hastighed og talekanalens længde varierer. Værdierne er valgt for at give nogle bekvemme runde tal. Talekanalen er også kun tilnærmelsesvis er et jævnt rør.

  • Lydens hastighed i tør luft er 331 m/s ved 0 °C. En hastighed på 340 m/s svarer til omkring 15 °C.
  • Lydens hastighed i helium er 972 m/s ved 0 °C.
  • Lydens hastighed i sulfurhexaflourid er 146 m/s ved 0 °C.
  • I fugtig luft og højere temperatur stiger hastigheden.

(Kilder: http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_hexafluoride, http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/souspe.html)

Hvorfor får man lys stemme når man indånder helium?

Der findes et par myter om hvorfor man får smølfestemme når man inhalerer helium.

Den lyse stemme skyldes simpelthen det faktum at lydbølger transporteres med forskellig hastighed gennem forskelligt materiale, og de transporteres hurtigere igennem helium, da heliums tæthed er 1/6 af atmosfærisk luft.

Det er dokumenteret i højhastighedsoptagelser af stemmelæberne, at stemmelæberne ikke svinger hurtigere når man inhalerer helium.

Man kan også indånde svovlhexafluorid som er 6 * tættere end atmosfærisk luft. Her transporteres lydbølgerne langsommere, og stemmen lyder dybere.

Se Adam fra Mythbusters demonstrere dette:

Følg med

rss e-mail FB Twitter